KR100665960B1

KR100665960B1 - 복합식 전자개폐기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100665960B1
Application number: KR1020050011744A
Authority: KR
Inventors: 김용학
Original assignee: 김용학
Priority date: 2005-02-12
Filing date: 2005-02-12
Publication date: 2007-01-09
Also published as: KR20060091027A

Abstract

본 발명은 복합식 전자개폐기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 외부인입전력을 입력받아 각종 부하에 전원을 공급 또는 차단하는 전자접촉기와 상기 전자접촉기를 구동하는 방식에 따른 제어신호레벨을 저장하는 메모리을 구비한 복합식 전자개폐기에 있어서, 부하의 작동상태를 검지하는 부하신호 검지부와 상기 부하신호검지부의 출력에 따라 상기 외부인입전원을 부하측에 급전시, 일단 급전상태에 달할 경우에는, 전자접촉기의 접촉상태를 유지시키기 위한 접점유지수단과 상기 접점유지수단의 가동시 각종 부하에 전원을 공급하는 상태를 감시하는 급전상태감시기와, 상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호를 판별하는 급전상태판별부를 구비한 급전상태감시수단과, 상기 급전상태감시수단의 급전상태판별부에서 판단된 급전상태 및 상기 부하신호검지부로 입력된 부하상태신호에 대응하는 상기 메모리의 제어신호레벨 테이블과 매칭되는 제어신호레벨에 따라 각종 부하 전원을 공급하도록 개폐동작하는 전자접촉구동부를 통제하는 마이컴를 구비한 탈착형 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전자개폐기, 콘트롤러

Description

복합식 전자개폐기 및 그 제어방법{Composite Electromagnetic Switch and Controlling method thereof}

도 1은 종래 전자개폐기의 개략적 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합식 전자개폐기의 회로블록도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 급전상태 감지수단을 나타낸 회로블럭도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자접촉 구동부를 나타낸 회로블럭도,,

도 5는 도 2의 복합식 전자개폐기를 간략한 등가의 회로블럭도,

도 6은 복합식 전자개폐기의 제어방법를 도시한 순서도,

도 7은 급전상태감시수단에서의 급전상태감지신호 생성방법을 도시한 순서도,

도 8은 부하신호검지부의 부하신호 생성방법을 도시한 순서도,

도 9는 마이컴에서의 제어신호레벨 선정방법을 도시한 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 ... 외부전원 2 ... 탈착식콘트롤러

10 ...마이컴 20 ... 급전상태감지수단

22a, 22b ... 비교회로 26 ... 급전상태판별부

28a, 28b ... 급전상태감시기 30 ... 부하신호감지부

40 ... 전자접촉구동부 42 ... 구동전원공급부

44 ... 구동릴레이선택부 45 ... 구동릴레이

50 ... 메모리 60 ... 타이머

70 ... 키설정부 80 ... 표시부

90a,90b ... 전자접촉기 100a,100b ... 접점유지수단

110a,110b ...부하

본 발명은 전자개폐기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 각종 부하에 전원을 안정하게 공급하고 전력소모를 획기적으로 줄일 수 있는 복합식 전자개폐기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 교류전원을 사용하는 전동기 또는 동류의 구동수단을 구비한 부하장치의 기동 및 보호를 위하여, 전자식 접촉기와 전자식 제어장치 및 전자식 보호릴레이가 직렬로 연결되어 사용되고 있고, 상기 전자접촉기란, 전기적으로 작동하는 스위치로서 각종 자동화기기나 산업기기, 전기제품 등에 광범위하게 적용되는 일종의 릴레이 스위치이며, 상기 전자식 감지기(CT, PT)는 상기 전자접촉기를 통해 통전되는 전력선 상의 전류 또는 전압 변화를 지속적으로 감지하고, 상기 전자식 제어장치는 상기 전자식 감지기(CT, PT)의 감지신호에 따라 전자식 접촉기를 제어하거나 이상발생시 차단하도록 하는 수단으로서 사용되고 있다.

근래에는 상기 전자식 접촉기와 전자식 제어장치가 일체화된 전자식 개폐기로서 사용되고 있으며, 가정 또는 산업현장에서 사용되는 각종 부하에 전원을 안전하게 공급하기위해 사용되고 있는 실정이다.

도 1은 종래의 전자식 개폐기가 사용되는 전력구성도이다.

교류전력(1) 또는 발전 전력을 부하에 공급하기 위한 전자접촉기(5a,5b)와

상기 전력 통전상의 통전상태를 지속적으로 감지하기위한 전자식 감지기(CT, PT)(8a,8b)와

상기 전자식 감지기(CT, PT)(8a,8b)의 감지신호에 따라 부하(7a,7b)에 전력을 공급시 상기 전자 접촉기의 개폐를 통제하는 전자식 제어장치를 포함한다.

상기 부하를 작동시 요구되는 전력을 공급받도록 사용자가 상기 전자접촉기(5a, 5b)를 수동으로 조작하거나 상기 콘트롤러(3a,3b)를 조작하면 상기 전자식 감지기(CT, PT)(8a,8b)에서 감지되는 감지신호에 이상이 없을때에 상기 전자접촉기(5a,5b)를 구동하여 교류전력을 통전하게된다.

또한, 상기 전자 접촉기(5a,5b)는 일반적으로 솔레노이드 형태로 솔레노이드에 감겨져있는 코일에 전원을 인가하면 자기유도현상에 의해서 솔레노이드가 이동하여 전력 접점을 열거나 닫도록 구성되고 상기 구성된 형태의 전기 접촉기(5a,5b)가 사용되며, 사용자는 저전압의 전기가 흐르는 스위치를 작동시켜 고전압의 전기가 흐르는 전력 접점을 통전시킬 수 있으므로, 사용자가 고전압의 전기에 의하여 발생될 수 있는 감전과 같은 각종 안전사고를 예방할 수 있다.

그런데, 상기한 구조의 전자접촉기(5a,5b)의 경우, 코일에 전류가 인가될 때 에만 전력 접점이 이동하게 된다. 즉, 교류 전력을 오랜시간동안 공급하도록 하기 위해서 상기 전력 접점을 접촉시켜야 할 경우에 코일에 전류를 지속적으로 공급하여야 할 뿐만아니라 상기한 전자개폐기의 온오프작동시 사용자가 작동스위치를 직접 조정하여야 하고 상기 각종 자동화기기나 산업기기, 전기제품 등의 작동상태를 지속적으로 감시하기 위한 별도의 감시장치를 추가하여야 하는 등의 문제점이 있었다.

또한, 이에 따른 전력의 소모가 증가하고 전기적 장치의 결함 또는 노후에 의한 오작동이 발생하는 것을 방지하기 위한 과전류보호계전기 또는 보호장치를 추가하여야 하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 전자개폐기를 지속적으로 감시하고 제어하는 탈착형 콘트롤러를 포함하는 복합식 전자개폐기를 제공하는데 있다.

또한, 전자접촉기가 동작하여 전기 접점이 닫혔을때, 그 상태를 지속적으로 유지하고자 할 때 전기의 손실을 줄이도록 하는 복합식 전자개폐기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 복합식 전자개폐기는,

외부인입전력을 입력받아 각종 부하에 전원을 공급 또는 차단하는 전자접촉기와 상기 전자접촉기를 구동하는 방식에 따른 제어신호레벨을 저장하는 메모리를 구비한 복합식 전자개폐기에 있어서,

부하의 작동상태를 검지하는 부하신호검지부와

상기 부하신호검지부의 출력에 따라 상기 외부인입전원을 부하측에 급전시, 일단 급전상태에 달할 경우에는,

전자접촉기의 접촉상태를 유지시키기 위한 접점유지수단과

상기 접점유지수단의 가동시 각종 부하에 전원을 공급하는 상태를 감시하는 급전상태감시기와, 상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호를 판별하는 급전상태판별부를 구비한 급전상태감시수단과,

상기 급전상태감시수단의 급전상태판별부에서 판단된 급전상태 및 상기 부하신호검지부로 입력된 부하상태신호에 대응하는 상기 메모리의 제어신호레벨 테이블과 매칭되는 제어신호레벨에 따라 각종 부하에 전원을 공급하도록 개폐동작하는 전자접촉구동부를 통제하는 마이컴을 구비한 탈착형 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 급전상태감지수단은

상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호를 비교하는 비교회로및 상기 비교회로를 통해 비교된 급전상태를 판별하여 금전상태신호를 마이컴에 출력하는 급전상태판별부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 전자접촉구동부는

상기 전자접촉기에 작동전원을 공급하는 구동전원공급부와

상기 구동전원공급부의 전원을 전자접촉기에 전달하는 구동스위치와

상기 구동스위치를 상기 마이컴에서 입력되는 제어신호에 따라 전환시키는 전자접촉릴레이선택부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 첨부하여 본 발명에 따른 복합식 전자개폐기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 복합식 전자개폐기의 회로블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 급전상태 감지수단을 나타낸 회로블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전자접촉구동부(40)를 나타낸 회로블럭도이며, 도 5는 본 발명에 따른 복합식 전자개폐기의 동작설명의 간략한 회로블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 복합식 전자개폐기는

외부인입전력을 입력받아 각종 부하(110a, 110b)에 전원을 공급 또는 차단하는 전자접촉기(90a, 90b); 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 접촉상태를 유지시키기 위한 접점유지수단(100a, 100b); 부하(110a, 110b)의 작동상태를 검지하는 부하신호검지부(30); 상기 부하(110a, 110b)에 전원을 공급하는 상태를 감시하는 급전상태감시기(28a, 28b); 상기 급전상태감시기(28a, 28b)를 통해 계측되는 통전신호를 판별하는 급전상태판별부(26)를 구비한 급전상태감시수단; 상기 전자접촉기(90a, 90b)를 구동하는 방식에 따른 제어신호레벨을 저장하는 메모리(50)수단; 각종 부하(110a, 110b)에 전원을 공급하도록 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 개폐동작시 전원을 공급하는 전자접촉구동부(40); 상기 장치들를 제어하는 마이컴(10)을 구비한 탈착형 콘트롤러로 구성되어 있다.

전자접촉기(90a, 90b)는 솔레노이드 형태로 솔레노이드에 감겨져있는 코일에 전원을 인가하면 자기유도현상에 의해서 솔레노이드로 전자기력에 이끌려 이동하여 전력 접점을 열거나 닫도록 하는 스위치이며, 하기 전자접촉구동부(40)에 의해서 입력되는 저전압의 전기로 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 개폐가 이루어지며, 저전압의 전기가 흐르는 상기 솔레노이드를 작동시켜 고전압 전력을 통전시킬 수 있으므로, 사용자가 고전압의 전기에 의하여 발생될 수 있는 감전과 같은 각종 안전사고를 예방할 수 있고, 상기 전력 접점은 코일이 권회되는 솔레노이드에 고정되는 적어도 하나 이상의 고정접점과, 상기 솔레노이드의 자력에 의해 고정접점에 접촉되도록 이동하는 이동접점으로 구성되어 상기 코일에 전류가 흐를지 않을 때는 스프링부재의 탄성력에 의해 상기 고정접점과 이동접점의 접촉이 떨어지도록 이동되게 된다.

또한, 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점은 부하의 종류 및 필요에 따라 단상선로는 물로 3상선로에 사용시 전력접점의 개수가 추가로 사용될 수 있다. 특히, 교류전동기와 같이 시동시와 구동시에 공급되는 전력이 다른 y-델타기동이 필요할 경우에는 상기 전자접촉기(90a, 90b)를 2 개 채용하여 사용가능하다. 그러나, 각각의 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 구조는 실질적으로 동일하다.

한편, 상기 전자접촉기(90a, 90b)는 수동으로 동작시키기 위하여, 수동 스위치를 추가 구성할 수 있으며 이 경우, 정전이 되었거나 전기적으로 문제가 발생하였을 때 유용하다.

접점유지수단(100a, 100b)은 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉되었을때 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 접촉상태를 유지시키기위해 상기 전력접점 의 이동접점을 고정하는 후크 또는 걸림부재의 고정단과 상기 고정단의 상태를 전환하는 모터 또는 솔레노이드의 고정전환부로 구성되어 있으며 하기 전자접촉구동부(40)에 의해서 입력되는 저전압의 전기로 상기 고정전환부의 동작이 수행된다. 다시말하면, 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 구성 및 구동형태와 유사하며 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 구동시 상태를 유지하기 위해 지속적으로 요구되는 전기를 절약하기위해 일시적인 상기 접점유지수단(100a, 100b)의 구동으로 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 상태를 상기 접점유지수단(100a, 100b)의 고정단으로 고정하고 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 고정상태를 해제하기위해 상기 접점유지수단(100a, 100b)의 고정전환부를 하기 전자접촉구동부(40)의 작동전원으로 구동하여 상기 접점유지수단(100a, 100b)의 고정단의 고정상태를 해제해 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점을 떨어지게해서 전력의 통전 상태를 해제하도록 수행한다.

부하신호검지부(30)는 부하(110a, 110b)의 작동상태를 검지하는 역할을 수행하며, 상기 부하(110a, 110b)의 작동시 발생하는 부하신호(Lo)를 검지하게된다. 상기 부하신호(Lo)는 상기 부하(110a, 110b)가 전원을 공급받아 작동중일때는 부하(110a, 110b)가 동작 상태임을 나타내는 부하신호(Lo='1')를 하기 마이컴(10)에 송출하고, 상기 부하(110a, 110b)가 전원의 공급을 받지 않고 미동작중일때는 부하(110a, 110b)가 미동작 상태임을 나타내는 부하신호(Lo='0')를 하기 마이컴(10)에 송출하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이 급전상태감지수단(20)은 상기 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)의 가동시 부하(110a, 110b)에 전력이 공급되는 상태를 감시하는 급전상태감시기(28a, 28b)를 통해 계측되는 통전신호를 비교하는 비교회로(22a, 22b) 및 상기 비교회로(22a, 22b)를 통해 비교된 급전상태를 판별하여 금전상태신호를 마이컴(10)에 출력하는 급전상태판별부(26)로 구성되어 상기 전자접촉기(90a, 90b)를 통해 공급되는 전력의 변동치를 감지하여 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 개폐상태 및 전력선상에 도통되는 전력의 과부하(110a, 110b) 상태를 감지하는 역할을 수행한다.

상기 비교회로(22a, 22b)는 상기 급전상태감지기에 여기되는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하는 역할을 수행하며, 상기 급전상태판별부(26)는 상기 비교회로(22a, 22b)에서 비교된 비교치에 따라 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점의 탈착, 접촉 또는 전력선상에서 과부하(110a, 110b) 상태를 판별하도록 구성되어있다.

이때, 상기 급전상태감시기(28a, 28b)를 통해 계측되는 통전신호가 상기 비교회로(22a, 22b)로 입력될때, 상기 비교회로(22a, 22b)는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이일때(Ar>AV>Ao), 오프전류치(Ao) 이하일때(AV≤Ao), 참조전류치(Ar) 이상일때(Ar≤AV)를 판별하여 상기 급전상태감시기(28a, 28b)에서 계측된 통전 상태의 비교치를 상기 급전상태판별부(26)로 출력하고 상기 참조전류치(Ar)는 상기 전자접촉기(90a, 90b)가 구동되어 전력이 통전되는 시점에서 일정시간 경과후의 감지치이고, 상기 오프전류치(Ao)는 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 구동이 차다된어 전력선상에 전력이 단전되는 시점에서 일정시간 경과후의 전류값으로 설정되어 있다.

상기 급전상태판별부(26)는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교치가 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이일때(Ar>AV>Ao), 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='1'을 출력하고, 상기 전류감지수단에 여기되는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교치가 오프전류치(Ao) 이하일때(AV≤Ao), 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='0'을 출력하고, 상기 전류감지수단에 여기되는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교치가 참조전류치(Ar) 이상일때(Ar≤AV), 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에서 상기 전력선상에 과전압이 인가되어 있음을 나타내는 급전상태감시신호(Vo)='-1'을 송출하도록 구성되어 있다.

메모리(50) 수단은 하기 마이컴(10)을 통해 입출력되는 신호들을 저장하며 표1에 도시된 바와 같이 하기 마이컴(10)에서 상기 전자접촉기(90a, 90b)를 구동하기위한 제어신호레벨을 선정하기위한 데이터인 제어신호레벨 테이블을 저장하는 역할을 수행한다.

표1. 메모리(50)수단에 저장된 제어신호레벨 테이블

Lo Vo	1	0
1	S2	B1
0	S1	B2
-1	OC	GC

표2. 마이컴(10)에서 제어신호레벨에 따른 제어수단 동작상태

제어수단 제어신호레벨	전자접촉기	접점유지수단(100a, 100b)
S2	off	on
B1	off(상태유지)	off
S1	on	off
B2	off(상태유지)	off(상태유지)
OC	off(상태유지)	off
GC	off	off(상태유지)

표1 및 표2 에 도시된 바와 같이 S1은 Vo=0, Lo=1 일때의 제어신호레벨이며, 이는 부하에 전원을 공급하는 초기레벨로써 전자접촉기는 온(on), 접점유지수단은 오프(off)으로 제어하는 상태를 나타내며, S2는 Vo=1, Lo=1 일때의 제어신호레벨이며, 이는 부하에 전원이 안정하게 공급되는 상태에서 전자접촉기의 구동전원을 절약하기위해 접점유지수단을 가동하는 제어신호레벨로써 전자접촉기는 오프(off), 접점유지수단은 온(on)으로 제어하는 상태를 나타내며, B1은 Vo=1, Lo=0 일때의 제어신호레벨이며, 이는 부하에 공급되는 전원을 차단하는 제어신호레벨로써 전자접촉기는 오프(off), 접점유지수단은 오프(off)로 제어하는 상태를 나타내며, B2는 Vo=0, Lo=0 일때의 제어신호레벨이며, 이는 부하에 공급되는 전원이 차단되어 안정한 상태에서의 제어신호레벨로써 전자접촉기는 오프(off), 접점유지수단은 오프(off)로 제어하는 상태를 나타내며, OC는 Vo=-1, Lo=1일때의 제어신호레벨이며, 이는 부하에 공급되는 전력선상에 고장이 발생하여 과전류가 일어났음을 나타내는 제어신호레벨로써 전자접촉기는 오프(off), 접점유지수단은 오프(off)으로 제어하는 상태를 나타내고, GC는 Vo=-1, Lo=0 일때의 제어신호레벨로써 전자접촉기는 오프(off), 접점유지수단은 오프(off)로 제어하는 상태를 나타내며, 이는 부하에 공급 되는 전력선상에 고장으로 인한 누전 또는 지락이 일어났음을 나타내는 제어신호레벨을 나타낸다.

이때, 상기 전자접촉기(90a, 90b)는 하기 전자접촉구동부(40)에서 전원공급의 유무에 따라 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 탈착되고 상기 접점유지수단(100a, 100b)은 하기 전자접촉구동부(40)에서 전원공급시 일정시간만 공급되고 차단되도록 구성되는데 이는 접점유지수단(100a, 100b)에의해 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점부의 상태가 유지되도록 기계적으로 고정되기 때문에 지속적인 전원공급을 요하지 않는다.

마이컴(10)은 복합식 전자개폐기의 전체 회로를 통제 및 제어하는 것으로서, 상기 부하신호검지부(30)의 부하신호를 수신하고 상기 급전상태감시수단에서 판별된 급전상태에 따라 상기 메모리(50)수단에서 제어신호레벨을 선택하여 각종 부하(110a, 110b)에 전력을 공급되도록 하기 전자접촉구동부(40)를 제어하여 상기 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)을 개폐 동작하는 역할을 수행한다.

이때, 표1 에 도시된 바와 같이 상기 마이컴(10)은 상기 급전상태감시수단에서 수신된 급전상태감지신호(Vo) 및 상기 부하신호검지부(30)에서의 부하신호(Lo)에 따라 상기 메모리(50)수단의 제어신호레벨을 선택하고 표2에 도시된 바와 같이 상기 제어신호레벨에 따라 제어 신호를 하기 전자접촉구동부(40)로 송출하여 상기 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)에 동작전원을 공급하여 온(on) 또는 오프(off) 동작하도록 한다.

또한, 상기 마이컴(10)은 급전상태감지신호(Vo)='-1'일때, 상기 부하(110a, 110b)장치에 공급되는 교류전원 또는 다른 회로상에 이상이 발생한 것을 인식하여 모든 회로 동작을 차단하게 하거나 부하(110a, 110b)장치에 통전되는 전선 상에 추가의 전원차단수단(미도시)을 포함하는 것이 바람직하다.

전자접촉기(90a, 90b)는 상기 마이컴(10)으로 수신되는 정보 및 제어상태를 표시하는 디스플레이 역할을 수행하며, 상기 마이컴(10)에서 제어되고 있는 제어상태, 즉 제어신호레벨을 표시하여 사용자가 본 발명에 따른 복합식 전자개폐기의 동작상태를 용이하게 확인이 가능하다.

키설정부(70) 상기 마이컴(10)에서 수행되는 제어상태 및 복합식 전자개폐기에서 요구되는 값을 입력하는 역할을 수행한다.

타이머(60)는 부하(110a, 110b)장치의 동작시 감지되는 작동상태가 마이컴(10)에 입력시점부터 시간을 측정하고, 이때 시간측정시작신호(Vt0)를 마이컴(10)로 출력하고, 상기 타이머(60)에 설정되는 설정시간이 될 때 설정시간완료신호(Vt1)를 마이컴(10)로 출력하여 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점의 탈착시점을 정하는 역할을 수행한다. 이는 교류전력의 경우 급전 또는 도통의 변화시 발생할 수 있는 과전력으로 인해 회로 및 부하(110a, 110b)를 보호하는 역할을 수행한다. 상기 타이머(60)는 복수의 시간측정이 가능하도록 복수의 타이머(60)회로를 내장하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와같이 전자접촉구동부(40)는 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)을 온(on) 또는 오프(off)시 필요한 구동전원을 공급하는 구동전원공급부(42)와 상기 구동전원과 상기 전자접촉기(90a, 90b), 접점유지수단 (100a, 100b)사이에서 전류도통을 차단하는 구동릴레이부(45)와 상기 구동릴레이부(45)를 온오프하여 상기 마이컴(10)에서 입력되는 제어신호에 따라 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)에 구동전원이 인가되도록 을 공급하는 구동릴레이선택부(44)로 구성되어 상기 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)을 구동하는 역할을 수행한다.

상기 구동릴레이부(45)는 상기 구동전원공급부(42)와 상기 전자접촉기(90a, 90b), 접점유지수단(100a, 100b) 사이에서 구동전원공급경로에 설치되어 구동전원을 차단하는 차단회로 또는 차단 소자로써, 한 쌍의 사이리스터(Thyristor)가 서로 역병력로 접속된 스위치인 것이 바람직하다.

한편, 부하(110a, 110b)장치는 공지된 전동기, 온도조절장치, 레벨조정장치, 압력조절장치등의 교류전력을 사용하는 장치들이며 부하(110a, 110b)장치 내외부에 추가로 과전류보호회로를 구비하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 구성의 복합식 전자개폐기는 부하(110a, 110b)에 전력을 공급하기위한 콘트롤러에 추가적으로 다른 부하(110a, 110b)(수위조절기, 가스개폐기 및 온도 조절기)에 전원을 공급하도록 구성하는 것이 가능하며 상기 복합식 전자개폐기의 콘트롤러는 부하(110a, 110b)와 탈착 가능하여 상기 부하(110a, 110b)의 추가 및 본 발명의 복합식 전자개폐기의 설치 및 이동이 용이하다.

상기와 같은 구조의 복합식 전자개폐기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 복합식 전자개폐기의 제어방법를 도시한 순서도이고, 도 7은 급전상태감시수단에서의 급전상태감지신호 생성방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 부하신 호검지부(30)의 부하신호 생성방법을 도시한 순서도이고, 도 9는 마이컴(10)에서의 제어신호레벨 선정방법을 도시한 순서도이다.

우선, 도 6에 도시된 바와같이, 각종 부하(110a, 110b)의 작동에 필요한 전력을 공급 또는 차단하기 위해 마이컴(10)은 사용자에의한 키조작 또는 기설정값에 따라 상기 부하(110a, 110b)에 전력을 공급하기위해 필요한 본 발명의 전자개폐기의 상태확인 가능한 감지신호인 급전상태감지수단(20)의 급전상태 감지신호(Vo)를 수신하는단계(S100);

본 발명의 전자개폐기를 통해 전력을 공급받는 부하(110a, 110b)의 동작상태를 확인하기위한 부하신호검지부(30)(30)의 부하신호(Lo)를 수신하는단계(S200);

상기 급전상태감지신호(Vo) 및 부하신호(Lo)를 메모리(50)의 제어신호레벨 테이블에 매치시켜 현재 상태의 제어신호레벨을 선정하는 단계(S300);

상기 선정된 제어신호레벨에 따라 제어신호를 전자접촉구동부(40)로 송출하는 단계(S400);

상기 전자접촉구동부(40)의 구동전원의 인가에 따라 부하(110a, 110b)에 공급되는 전력선상에 위치한 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)을 온(on) 또는 오프(off) 상태로 전환하여 전력을 상기 부하(110a, 110b)에 공급하는 단계(S500)를 포함한다.

따라서, 각종 부하에 공급되는 전원을 각각 제어하기위해 상기 마이컴에서 선정된 레벨에 따라 순차적으로 제어 가능하기 때문에 각종 부하에 별도의 제어장치 없이 전원을 공급이 가능하다.

또한, 도 7에 도시된 바와같이, 상기 급전상태감시수단에서의 급전상태감지신호(Vo) 생성 방법은 다음과 같다.

상기 급전상태감시기(28a, 28b)를 통해 계측되는 통전신호가 상기 비교회로(22a, 22b)로 입력될때, 상기 비교회로(22a, 22b)는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이인지(Ar>AV>Ao)를 판별하는 단계(S120);

상기 비교회로(22a, 22b)는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 오프전류치(Ao) 이하(AV≤Ao)인지를 판별하는 단계(S110);

상기 비교회로(22a, 22b)는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 참조전류치(Ar) 이상(Ar≤AV)인지를 판별하는 단계(S130);

상기 급전상태판별부(26)는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교값에 따라 상기 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='1'( 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이일때(Ar>AV>Ao) )을 판정하는 단계(S150);

상기 급전상태판별부(26)는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교값에 따라 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='0'(상기 비교회로(22a, 22b)의 비교치가 오프전류치(Ao) 이하일때(AV≤Ao))을 판정하는 단계(S140);

상기 급전상태판별부(26)는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교값에 따라 전자접촉기(90a, 90b)의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에서 상기 전력선상에 과전압이 인가되어 있음을 나타내는 급전상태감시신호(Vo)='-1'(상기 비교회로(22a, 22b)의 비교치가 참조전류치(Ar) 이상일때(Ar≤AV))을 판정하는 단계(S160);

상기 급전상태판별부(26)에서 판정된 급전상태감시신호를 마이컴(10)에 송출하는 단계(S170)를 포함한다.

또한, 상기 부하신호검지부(30)의 부하신호(Lo) 생성 방법은 다음과 같다.

도 8에 도시된 바와같이, 부하신호검지부(30)는 상기 부하(110a, 110b)가 전원을 공급받아 작동중인지 아닌지를 감지하는 단계(S210)상기 부하신호검지부(30)는 상기 부하(110a, 110b)의 동작상태에 따라 상기 부하(110a, 110b)가 전원을 공급받아 작동중일때는 부하(110a, 110b)가 동작 상태임을 나타내는 부하신호(Lo='1')를 하기 마이컴(10)에 송출하는단계(S220), 상기 부하(110a, 110b)가 전원의 공급을 받지 않고 미동작중일때는 부하(110a, 110b)가 미동작 상태임을 나타내는 부하신호(Lo='0')를 하기 마이컴(10)에 송출하는 단계(S230)를 포함한다.

또한, 도 9에 도시된 바와같이 상기 마이컴(10)에서 제어신호레벨을 선정하는 방법은 다음과 같다.

표1 에 도시된 바와 같이 마이컴(10)은 급전상태감시수단에서 수신된 급전상태감지신호(Vo) 및 부하신호검지부(30)에서의 부하신호(Lo)에 따라 메모리(50)수단의 제어신호레벨 테이블에 매치되는 제어신호레벨을 선택하는 단계(S310),

표2에 도시된 바와 같이 상기 마이컴(10)은 상기 제어신호레벨에 따라 제어 신호를 전자접촉구동부(40)로 송출하는 단계(320)

상기 마이컴(10)에서 송출되는 제어신호에 따라 상기 전자접촉구동부(40)는 구동릴레이선택부(44)를 통해 구동릴레이부(45)의 스위치를 온오프 변경하여 구동전원공급부(42)의 전원을 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)에 공급상태를 변경하는 단계(330)

상기 공급되는 전원을 인가받아 상기 전자접촉기(90a, 90b) 및 접점유지수단(100a, 100b)의 전력접점이 접촉 또는 탈착 되어 부하(110a, 110b)에 동작전원을 공급하는 단계(340)를 포함한다.

상기한 바와같이 본 발명에 따른 복합식 전자계폐기는 일련의 동작 단계에 따라, 부하(110a, 110b)에 공급되는 전력을 조절하고 상기 부하(110a, 110b) 또는 전력선로 상에 과전압과 같은 이상 발생시 안전하게 전력을 통제함으로써 상기 부하(110a, 110b)를 보호하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 복합식 전자개폐기에 따르면, 전자개폐기를 지속적으로 감시하고 제어하는 탈착형 콘트롤러를 제공하여 부하장치의 동작상태에 따라 즉각적으로 교류전원을 공급 가능하다고하는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명의 복합식 전자개폐기는 각종 부하마다 전자개폐기를 따로 설치할 필요없이 본 발명의 복합식 전자개폐기로 동시에 상기 각종 부하에 요구되는 전력을 공급할 수 있다고 하는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복합식 전자개폐기는 전자접촉기의 전력접점을 접촉시키기 위하여 초기에는 상기 전자접촉기의 코일로 전류를 공급하여야 하나, 상기 전력접 점이 접촉된 이후에는 접점유지수단을 통해 상기 접점상태를 유지하기 때문에 전류를 공급하지 않아도 전력접점의 접촉된 상태를 유지한다. 따라서, 전류의 소모량을 획기적으로 줄임과 동시에 전력인가에 따른 진동 소음 및 상시 전류의 도통에 의한 과열을 대폭 절감할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로서, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야만 한다.

Claims

외부인입전력을 입력받아 각종 부하에 전원을 공급 또는 차단하는 전자접촉기와 상기 전자접촉기를 구동하는 방식에 따른 제어신호레벨을 저장하는 메모리을 구비한 복합식 전자개폐기에 있어서,

부하의 작동상태를 검지하는 부하신호검지부와

상기 부하신호검지부의 출력에 따라 상기 외부인입전원을 부하측에 급전시, 일단 급전상태에 달할 경우에는,

전자접촉기의 접촉상태를 유지시키기 위한 접점유지수단과

상기 접점유지수단의 가동시 각종 부하에 전원을 공급하는 상태를 감시하는 급전상태감시기와, 상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호를 판별하는 급전상태판별부를 구비한 급전상태감시수단과,

상기 급전상태감시수단의 급전상태판별부에서 판단된 급전상태 및 상기 부하신호검지부로 입력된 부하상태신호에 대응하는 상기 메모리의 제어신호레벨 테이블과 매칭되는 제어신호레벨에 따라 각종 부하에 전원을 공급하도록 개폐동작하는 전자접촉구동부를 통제하는 마이컴를 구비한 탈착형 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 전자개폐기.
제 1 항에 있어서,

상기 급전상태감지수단은

상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호를 비교하는 비교회로 및 상기 비교회로를 통해 비교된 급전상태를 판별하여 금전상태신호를 마이컴에 출력하는 급전상태판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 전자개폐기.
제 1 항 및 제 2 항에 있어서,

상기 전자접촉기구동부는

상기 전자접촉기에 작동전원을 공급하는 구동전원공급부와

상기 구동전원공급부의 전원을 전자접촉기에 전달하는 구동스위치와

상기 구동스위치를 상기 마이컴에서 입력되는 제어신호에 따라 전환시키는 전자접촉릴레이선택부를 포함하는 것을 특징으로하는 복합식 전자개폐기.
탈착형 콘트롤러를 구비한 전자개폐기 제어방법에 있어서,

마이컴은 사용자에의한 키조작 또는 기설정값에 따라 상기 부하에 전력을 공급하기위해 필요한 본 발명의 전자개폐기의 상태확인 가능한 감지신호인 급전상태감지수단의 급전상태 감지신호를 수신하는단계(S100);

본 발명의 전자개폐기를 통해 전력을 공급받는 부하의 동작상태를 확인하기위한 부하신호검지부의 부하신호(Lo)를 수신하는단계(S200);

상기 부하신호검지부의 부하신호수신단계는

상기 비교회로는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 오프전류치(Ao) 이하(AV≤Ao)인지를 판별하는 단계(S110);

상기 급전상태감시기를 통해 계측되는 통전신호가 상기 비교회로로 입력될때, 상기 비교회로는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이인지(Ar>AV>Ao)를 판별하는 단계(S120);

상기 비교회로는 변동전류치(AV)와 오프전류치(Ao), 참조전류치(Ar)를 비교하여 참조전류치(Ar) 이상(Ar≤AV)인지를 판별하는 단계(S130);

상기 급전상태판별부는 상기 비교회로(22a, 22b)의 비교값에 따라 전자접촉기의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='0'(상기 비교회로의 비교치가 오프전류치(Ao) 이하일때(AV≤Ao))을 판정하는 단계(S140);

상기 급전상태판별부는 상기 비교회로의 비교값에 따라 상기 전자접촉기의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에 있음을 나타내는 급전상태감시 신호(Vo)='1'( 오프전류치(Ao)와 참조전류치(Ar) 사이일때(Ar>AV>Ao))을 판정하는 단계(S150);

상기 급전상태판별부는 상기 비교회로의 비교값에 따라 전자접촉기의 전력접점이 접촉된 상태(스위치 온(on))에서 상기 전력선상에 과전압이 인가되어 있음을 나타내는 급전상태감시신호(Vo)='-1'(상기 비교회로의 비교치가 참조전류치(Ar) 이상일때(Ar≤AV))을 판정하는 단계(S160);

상기 급전상태판별부에서 판정된 급전상태감시신호를 마이컴에 송출하는 단계(S170);

상기 급전상태감지신호(Vo) 및 부하신호(Lo)를 메모리의 제어신호레벨 테이블에 매치시켜 현재 상태의 제어신호레벨을 선정하는 단계(S300);

상기 선정된 제어신호레벨에 따라 제어신호를 전자접촉구동부로 송출하는 단계(S400);

상기 전자접촉구동부의 구동전원의 인가에 따라 부하에 공급되는 전력선상에 위치한 전자접촉기 및 접점유지수단을 온(on) 또는 오프(off) 상태로 전환하여 전력을 상기 부하에 급전 또는 해제하는 단계(S500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자개폐기 제어방법.